Впервые исследователи из Университета Джорджа Вашингтона (GW) вместе с коллегами из институтов Таиланда, Австралии, Великобритании, Нидерландов и других стран успешно использовали инструмент редактирования генов CRISPR/Cas9. для ограничения воздействия паразитических червей, ответственных за шистосомоз и инфекцию печеночной двуустки, которая может вызывать широкий спектр заболеваний человека, включая рак желчных протоков. Их выводы можно найти в двух статьях, опубликованных сегодня в журнале eLife.
«Гены, которые мы «вырубили» с помощью CRISPR/Cas9, привели к заметному уменьшению симптомов инфекции в наших моделях на животных», - сказал Пол Бриндли, доктор философии, профессор микробиологии, иммунологии и тропической медицины в Школе GW. Медицина и медицинские науки и ведущий автор. «Наше исследование также показало, что эта революционная новая биомедицинская процедура - CRISPR/Cas9 - может быть адаптирована для изучения паразитов-гельминтов, которые являются серьезной проблемой общественного здравоохранения в тропическом климате».
CRISPR/Cas9 - это новая технология, которая позволяет исследователям точно нацеливать и деактивировать генетическую информацию, необходимую для производства определенного белка. Хотя этот инструмент ранее применялся к другим видам, было неизвестно, можно ли его применить к Schistosoma mansoni и Opisthorchis viverrini, паразитам, вызывающим шистосомоз и инфекцию печеночной двуусткой.
Шистосомоз может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, включая поражение печени и почек, бесплодие и рак мочевого пузыря. Пресноводные черви S. mansoni попадают в организм человека, зарываясь в кожу; попав в кровоток, они перемещаются в различные органы, где начинают быстро размножаться. Их яйца выделяют несколько молекул, в том числе белок, известный как рибонуклеаза омега-1, который может повредить окружающие ткани. Бриндли и его исследовательская группа «вырубили» этот белок с помощью CRISPR/Cas9 и обнаружили, что он значительно снижает воздействие болезни.
Инфекция печеночной двуусткой может вызвать тип рака печени, называемый раком желчных протоков, вызванный присутствием червя O. viverrini. Этот паразит передается через традиционные кухни Юго-Восточной Азии с использованием сырой или недоваренной рыбы. Попав в организм, паразит оседает в печени человека и выделяет белок, известный как гранулин, который может стимулировать размножение клеток печени, повышая риск развития рака. Бриндли и его исследовательская группа использовали CRISPR/Cas9 для деактивации гена, который кодирует гранулин, и создания паразитов, которые могут производить только очень небольшое количество белка, что привело к заметному уменьшению симптомов печеночной двуустки.
«Эти забытые тропические болезни поражают более четверти миллиарда человек, в основном проживающих в Юго-Восточной Азии, странах Африки к югу от Сахары и Латинской Америке», - сказал Бриндли. «CRISPR/Cas9 - это инструмент, который можно использовать для ограничения воздействия этих инфекций. По мере того, как мы будем работать над тем, чтобы лучше понять, как эти паразиты вторгаются в наш организм и повреждают его с помощью этой новой технологии, мы будем находить новые идеи для лечения и контроля заболеваний».
Ключевые сотрудники включают Карла Хоффманна, доктора философии в Университете Аберистуита, Великобритания; Теварах Лаха, доктор философии Университета Кхон Каен, Таиланд; и Алекс Лукас, доктор философии в Университете Джеймса Кука, Австралия.
Документы под названием «Запрограммированное редактирование генома рибонуклеазы омега-1 кровяной двуустки Schistosoma mansoni» и «Запрограммированная нокаутная мутация гранулина печеночной двуустки ослабляет вирулентность инфекционно-индуцированной гепатобилиарной заболеваемости» доступны на сайте eLife..